기존의 Terzaghi 압밀이론은 상대적으로 연약토층이 두껍지 않고, 초기함수비가 낮으며 적은 유효응력의 증가가 예상되는 곳에 그 적용이 제한되어 있었다. 그 이유는 Therzaghi 압미이론 자체가 미소변형률과 선형적인 압축성 및 투수성등을 기본적인 가정사항으로 내포하고 있기 때문이다. 이러한 가정사항을 극복하고자 Gibson et al. 은 일차원 비선형 유한 변형률 압밀이론에 관한 엄밀해를 제시하였다. 이 이론은 기존의 많은 가정사항들을 극복하여 실제 현상에 더욱 부합하는 예측을 할 수 있는 장점이 있는 반면, 비선형적인 응력-변형 관계, 변형-투수계수 관계의 도입과 좌표변환 및 현장의 시고이력을 그대로 적용하는데 많은 어려움이 있는 것이 사실이다. 본 연구에서는 이러한 비선형 유한형태를 압밀이론을 이용한 압밀현상 예측을 위하여, 비선형적인 응력-변형 관계, 변형-투수계수 관계에 관한 함수식을 구성하고 이를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 개발 프로그램은 많은 폼과 모듈로 구성되어 있는데, 이러한 각각의 폼과 모듈은 GUI 기능의 극대화를 통해 복잡한 이론에 익숙하지 않은 실무자들이 쉽게 본 이론을 이용할 수 있도록 설계 되었다. 또한 개발프로그램은 다양한 하중단계 및 비선형적인 응력-변형 관계, 변형-투수계수 관계에 관한 회귀분석, 각 유효응력 단계별 상이한 비선형 계수 g와 λ를 적용할 수 있으며, 계산을 위한 전처리과정은 물론 계산된 결과를 위한 다양한 후처리과정이 모두 사용자 위주의 GUI 기능을 충분히 갖도록 설계되었다. 개발 프로그램의 검증을 위하여 실제 현장의 계측자료 및 기존 연구문헌상의 결과와 본 개발 프로그램의 예측결과를 비교.분석하였으며, 다양한 간극비 상태의 비선형 계수가 해석결과에 미치는 영향을 알아보았다.
Ismail M. Mudhaffar;Abdelbaki Chikh;Abdelouahed Tounsi;Mohammed A. Al-Osta;Mesfer M. Al-Zahrani;Salah U. Al-Dulaijan
Structural Engineering and Mechanics
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v.86
no.2
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pp.167-180
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2023
This work applies a four-known quasi-3D shear deformation theory to investigate the bending behavior of a functionally graded plate resting on a viscoelastic foundation and subjected to hygro-thermo-mechanical loading. The theory utilizes a hyperbolic shape function to predict the transverse shear stress, and the transverse stretching effect of the plate is considered. The principle of virtual displacement is applied to obtain the governing differential equations, and the Navier method, which comprises an exponential term, is used to obtain the solution. Novel to the current study, the impact of the viscoelastic foundation model, which includes a time-dependent viscosity parameter in addition to Winkler's and Pasternak parameters, is carefully investigated. Numerical examples are presented to validate the theory. A parametric study is conducted to study the effect of the damping coefficient, the linear and nonlinear loadings, the power-law index, and the plate width-tothickness ratio on the plate bending response. The results show that the presence of the viscoelastic foundation causes an 18% decrease in the plate deflection and about a 10% increase in transverse shear stresses under both linear and nonlinear loading conditions. Additionally, nonlinear loading causes a one-and-a-half times increase in horizontal stresses and a nearly two-times increase in normal transverse stresses compared to linear loading. Based on the article's findings, it can be concluded that the viscosity effect plays a significant role in the bending response of plates in hygrothermal environments. Hence it shall be considered in the design.
The objective of this paper is to develop a nondestructive method for estimating the fracture toughness (K$\_$IC/) of CrMoV steels used as the rotor material of steam turbines in power plants. To achieve this objective, a number of CrMoV steel samples were heat-treated, and the fracture appearance transition temperature (FATT) was determined as a function of aging time. Nonlinear ultrasonics was employed as the theoretical basis to explain the harmonic generation in a damaged material, and the nonlinearity parameter of the second harmonic wave was the experimental measure used to be correlated to the fracture toughness of the rotor steel. The nondestructive procedure for estimating the 7c consists of two steps. First, the correlations between the nonlinearity parameter and the FATT are sought. The FATT values are then used to estimate K$\_$IC/, using the K$\_$IC/ versus excess temperature (i.e., T-FATT) correlation that is available in the literature for CrMoV rotor steel.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.17
no.4
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pp.113-122
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2018
A hydraulic breaker is an attachment of an excavator, and it crushes stones. Recently, research to reduce the impact and noise of breakers are ongoing. In this paper, a method to improve the upper, lower, and side dampers, which act as insulation for the attenuation of vibration during breaker operation, is studied through testing and simulation. To obtain the nonlinear material constants required for the simulation, the biaxial tensile test was performed with urethane, which is a material used for dampers. The existing parts and the improved parts were compared and evaluated using the LS-DYNA program. As a result, 50% of the equivalent stress was reduced in the bracket body of the hydraulic breaker, and the equivalent stress of the side damper was also decreased. We verified that the fatigue conditions were satisfied by performing a fatigue analysis.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.11
no.5
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pp.394-399
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1998
High power characteristics with vibration velocity were studied in $Pb(Y_{2/3}W_{1/3})O_3-Pb(Zr,Ti)O_3$(PYW-PZT) ceramics by using the constant current method. Young s modulus $Y_0^E$ and mechanical quality factor $Q_m$ are a function of the square of effective vibration velocity \upsilon_0$. The nonlinear proportional constants of the above functions indicate the degree of stability under the vibration level change. The stability of PYW-PZT ceramics estimated by these constants coincides with the results obtained through the heat generation. It was found that $Q_m$ was markedly decreased with increasing the vibration velocity, accompanying a lot of heat generation. The vibration hysteresis and dielectric loss according to the vibration velocity was reduced by doping $Fe_2O_3$to the ceramics. On the contrary, these losses was increased by doping $Nb_2O_5$.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2005.07a
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pp.307-308
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2005
ZnO varistor ceramics were fabricated as a function of the sintering temperature from $1125^{\circ}C$ to $1200^{\circ}C$ with glass-frit 0.03wt% addition. The average grain size was increased from 10.4 ${\mu}m$ to 23.7 ${\mu}m$, and varistor voltage was decreased from 538 V to 329 V with rising of the sintering temperature. The nonlinear coefficient a showed similar value from 75 to 80 and leakage current of all specimens exhibited the result of $1{\mu}A$ at 82% of varistor voltage. But the clamping voltage ratio of the specimens sintered at $1175^{\circ}C$ was 1.37 at 25A [$8/20{\mu}s$]. Also, endurance of surge current and deviation of varistor voltage of sintered specimens at $1175^{\circ}C$ were $6400A/cm^2$, $\Delta$-3.32%, respectively.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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v.15
no.6
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pp.348-352
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2014
In light of the sure protection function, the most important factors of a varistor are the clamping voltage ratio and degradation characteristics. The degradation characteristics of Pr/Co/Cr/Er co-doped zinc oxide varistors were investigated by impulse currents (0.4~2.1 kA) stress for the specified content of $Er_2O_3$ (0.5 and 2.0 mol%). The varistor doped with 2.0 mol% $Er_2O_3$ exhibited the best clamp characteristics, with the clamp voltage ratio (K) in the range of K = 1.63~1.88 at the impulse currents of 5-50 A. However, the varistor doped with 0.5 mol% exhibited excellent electrical stability, with variation rates for the breakdown field, for the nonlinear coefficient, and for the leakage current density of -6.9%, -12.6%, and -14.3%, respectively, after application of an impulse current of 2.1 kA. In contrast, the varistor doped with 2.0 mol% was destroyed after application of an impulse current of 1.2 kA.
A chevron rubber spring is used in primary suspension system for rail vehicle. The chevron spring support the load carried and reduces vibration and noise in operation of rail vehicle. The computer simulation using the nonlinear finite element analysis program MARC executed to predict and evaluate the load capacity and stiffness for the chevron spring. The appropriate shape and the material properties are proposed to adjust the required characteristics of chevron spring in the three modes of flexibility. Also, several samples of chevron spring are manufactured and experimented. It is shown that the predicted values agree well the results obtained from experiment.
The companion paper presents a new three-parameter model for the uniaxial rate-sensitive material response, which is based on a bilinear static stress-strain relationship with kinematic strain-hardening. This paper extends the proposed model to trilinear static stress-strain relationships for steel and concrete, and discusses the implementation of the new models within an incremental-iterative solution procedure. For steel, the three-parameter rate-function is employed with a trilinear static stress-strain relationship, which allows the utilisation of different levels of rate-sensitivity for the plastic plateau and strain-hardening ranges. For concrete, on the other hand, two trilinear stress-strain relationships are used for tension and compression, where rate-sensitivity is accounted for in the strain-softening range. Both models have been implemented within the nonlinear analysis program ADAPTIC, which is used herein to provide verification for the models, and to demonstrate their applicability to the rate-sensitive analysis of steel and reinforced concrete structures.
The numerical model predicting the behaviours of submerged mound constructed by dredged material is developed in this paper. The model is based on the Bailard's sediment transport formula, Stokes' second-order wave theory and the sediment balance equation. Nonlinear partial differential equation which is the same form as convection-dispersion equation which represents change of bed section can be obtained by substituting sediment transport equation for equation of sediment conservation. By this process, the analytical solution by which the characteristic of the behaviours of submerged mound can be estimated is derived by probably combining the convention coefficient and the dispersion coefficient governing the behaviours of submerged mound and the probability density function representing the wave characteristics. The validity of the analytical solution is verified by comparing the analytical solution which is assumed to estimate the movement rate submerged mound by bed-load with the field data of the past and its characteristic is analyzed quantitatively by obtaining the mean of the dispersion coefficient representing the extent of the decrease rate of the submerged mound height.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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